2. Методы обеспечения эмс
2.1. Задачи и средства обеспечения эмс
Обеспечение ЭМС – сложная, комплексная задача, а потому решаться должна на всех этапах – от стадии проектирования до эксплуатации. Практические меры обеспечения ЭМС РЭС можно условно разделить на организационные и технические.
Технические меры включают в себя системотехнические, схемотехнические, конструкторские и технологические приёмы и средства, направленные на совершенствование характеристик РЭС и ЭТС. Цель применения этих мер:
снижение уровня создаваемых помех;
увеличение их ослабления на пути распространения;
ослабление восприимчивости РП к НЭМП;
ослабление их действия за счёт совершенствования способов передачи и обработки информации и т.д.
Организационные меры состоят:
из разделения частотных полос между различными видами РЭС;
выбора пространственного положения РЭС;
определения мощностей радиопередатчиков;
разработки и применения нормативных и законодательных актов, ограничивающих ряд параметров и характеристик, а также упорядочивающих работу различных РЭС.
Организационные меры закладываются в технические задания и проекты по разработке РЭС и ЭТС.
Технические и организационные меры тесно взаимосвязаны. Например, применение эффективных схемотехнических мер по уменьшению нежелательных излучений передатчиков и повышению избирательности приёмников позволяет реализовать организационное мероприятие – уменьшить минимально допустимый частотный разнос между отдельными РЭС. С другой стороны, реализация организационных мер, например перевод РЭС в другой диапазон частот, изменяет требования к техническим характеристикам, структуре и составу приёмников и передатчиков. Соотношение применяемых мер существенно зависит от иерархического уровня, на котором решается задача: ЭМС на уровне элементов и блоков, устройств, объекта, группы объектов, служб.
2.2. Обеспечение эмс как задача эффективного
использования радиочастотного ресурса (РЧР)
Для
любого РЭС, функционирующего в определённой
области пространства, полосах частот
и интервалах времени, требуется создать
ЭМП заданной интенсивности. Этот факт
можно рассматривать как требование
локализации ЭМП заданной интенсивности
в некоторой области
-мерного
пространства, координатами которого
кроме пространственных координат
являются
мощность
,
частота П
и время Т
(рис
2.1).
Рис. 2.1. Область РЧР
Рецепторы
можно рассматривать как устройства,
характеризуемые определённой областью
чувствительности
,
в пределах которой они способны
реагировать на окружающие электромаг-
нитные
процессы, распределённые в пространстве,
по частоте и во времени. Поэтому рецепторы
можно рассматривать как своеобразные
«фильтры», обладающие определённой
избирательностью в рассматриваемом
-мерном
пространстве. В «области прозрачности»
(приёма)
рецептор реагирует на электромагнитные
поля, вне этой «области» реакция должна
отсутствовать. Каждый источник будет
характеризоваться своей «областью
излучения»
,
т.е. областью n-мерного
пространства, где локализованы ЭМП
источника. Рецептор будет реагировать
на ЭМП некоторого источника в том случае,
когда имеется пересечение «области
излучения» (передачи) этого источника
с «областью прозрачности» (приёма)
рецептора. При этом пересечению «своих»
областей соответствует преднамеренная
передача электромагнитной энергии, а
пересечению «областей приёма» рецептора
с «областями излучения» сторонних РЭС
соответствует воздействие на РП помехи
со стороны этих РЭС.
Рассматриваемые области -мерного пространства представляют собой радиочастотный ресурс (РЧР). Предельный объём используемой части РЧР принципиально ограничен: временем функционирования РЭС, расположением в пространстве, полосой радиочастот, а также мощностями РЭС – мощностью излучения источников и чувствительностью рецепторов. РЧР является ограниченным природным ресурсом. Поэтому одна из основных проблем ЭМС связана с ограниченностью РЧР и возрастающими требованиями его использования.
Другая
сторона проблемы связана с тем, что
практически любое РЭС использует объём
РЧР больший, чем требуется для его
функционирования. При работе любого
РЭС за время
создаются ЭМП с интенсивностью
в области пространства
и в полосе частот
,
т.е. в объёме VПТ.
Однако для конкретного применения РЭС
можно указать минимально возможное
(необходимое) значение объёма РЧР
,
при котором обеспечивается требуемое
качество работы данного РЭС. Практически
всегда занимаемый объём превышает
необходимый, т.е. VПТ
(рис. 2.2).
(VПТ )i
(VПТ )j
(VПТ )k
Рис. 2.2. Области приема и передачи РЭС
Иначе говоря, другой стороной проблемы ЭМС является недостаточно эффективное использование РЧР из-за превышения занимаемыми объёмами необходимых, т.е. наличие непреднамеренного «загрязнения» РЧР.
Для выделения «своих» ЭМП любой рецептор должен обладать определёнными пространственной, частотной и временной избирательностями. В идеальном случае «область прозрачности» рецептора соответствует необходимому объёму РЧР. Из-за технического несовершенства «область приёма» оказывается, как правило, более широкой. Приём вне пределов необходимого объёма связан с недостаточно хорошими избирательными свойствами, а также с образованием различных механизмов распространения НЭМП.
Проблема обеспечения ЭМС РЭС состоит в том, что стремятся уменьшить объём РЧР, используемого конкретным РЭС, т.е.
VПТ.
Это позволяет более эффективно использовать РЧР другими средствами. Для решения этой задачи могут быть привлечены организационные, системотехнические, технологические, конструктивные и схемотехнические меры. Результатом могут являться:
увеличение ослабления уровня помех на путях их распространения;
изменения принципа действия аппаратуры, способа модуляции, алгоритма вторичной обработки информации и т.д. При этом могут быть снижены требования к необходимому объёму РЧР:
<
.
Однако не всегда оправданно уменьшение объёма РЧР ниже необходимого, т.е. < . Иногда удаётся добиться значительной экономии в использовании РЧР большой группой однотипных РЭС за счёт улучшения условий работы в частично пересекающихся областях частот. При этом каждое отдельное РЭС может использовать более широкую полосу частот.
В общем случае основное внимание уделяют перераспределению РЧР путём выбора рабочих частот и полос частот, пространственного расположения, использования различий в пространственной ориентации, разнесения во времени работы РЭС.